專利名稱：一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)以及借道方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，是用于向普通車輛出借快速公交專用車道 的 一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)以及借道方法。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的發(fā)展以及車輛的增加，道路資源越來(lái)越趨于緊張，在人們出 行的高峰時(shí)段往往造成交通堵塞，給人們工作生活帶來(lái)諸多不便。為此， 一些大 城市引入了快速公交系統(tǒng)來(lái)緩解出行難的問(wèn)題，然而快速公交系統(tǒng)在給人們帶來(lái)
快速方便的公共交通的同時(shí)，也暴露出根本性缺陷快速公交專用車道在客觀上 占用大量公共交通資源，給普通車輛的道路使用造成很大影響。比如某市快速專 用車道占用了三個(gè)車道中的一個(gè)，在高峰時(shí)期兩個(gè)普通車道非常擁擠，而專用車 道在快速車輛經(jīng)過(guò)之后幾乎完全空閑，市民對(duì)此抱怨頗多。目前快速公交專用車 道因沒(méi)有專門的借道提示信號(hào)系統(tǒng)，無(wú)法在車道空閑時(shí)為普通車輛給出借道提示 信號(hào)，因此交通管理部門通常不允許普通車輛借用空閑專用車道，這使得極為有 限的公共道路資源沒(méi)有得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的是為實(shí)現(xiàn)普通車輛在快速公交專用車道空閑時(shí)借道行駛，發(fā) 明 一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)以及借道方法。
本發(fā)明技術(shù)方案如下 一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安裝 在快速公交上用于不斷的發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)的車載信號(hào)機(jī)和沿快速公交專用車 道排列的道釘，道釘上設(shè)置有電源模塊、信號(hào)接收模塊、微處理器模塊、信號(hào) 發(fā)送模塊和信號(hào)燈；所述的信號(hào)接收模塊連接微處理器模塊，接收到公交識(shí)別 信號(hào)或控制信號(hào)后反饋給微處理器模塊；所述的信號(hào)燈連接微處理器模塊，信號(hào)燈由微處理器模塊驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮標(biāo)出普通車輛禁止借道的禁駛區(qū)，并具有延時(shí)熄 滅功能；所述的信號(hào)發(fā)送模塊也連接微處理器模塊，信號(hào)發(fā)送模塊由微處理器 模塊驅(qū)動(dòng)逐級(jí)向前傳遞控制信號(hào)，并具有轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器功能，每轉(zhuǎn)發(fā)一次修改轉(zhuǎn) 發(fā)計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器溢出，停止傳遞控制信號(hào)。
作為優(yōu)選，所述的車載信號(hào)機(jī)包括用于發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)的無(wú)線發(fā)送模塊、 用于控制無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送信號(hào)的主控模塊以及電源。
作為優(yōu)選，所述的車載信號(hào)機(jī)還包括車輛信息采集模塊和用戶接口模塊； 車輛信息采集模塊用于采集快速公交的行駛信息，用戶接口模塊用于對(duì)車載信 號(hào)機(jī)進(jìn)行設(shè)置和顯示車輛行駛信息。
作為優(yōu)選，所述的道釘沿快速公交專用車道等間距排列。
作為優(yōu)選，所述車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別信號(hào)的距離大于兩個(gè)道釘之間 的距離，道^r發(fā)送的控制信號(hào)的距離大于兩個(gè)道4丁之間的距離的2倍。
作為優(yōu)選，所述的信號(hào)燈為L(zhǎng)ED信號(hào)燈。
作為優(yōu)選，所述的道4丁使用太陽(yáng)能供電，并具有外部電源接口。
作為優(yōu)選，所述的車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別信號(hào)包含快速公交類別和行 駛信息，用于道釘確定傳遞信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。
作為優(yōu)選，所述的道釘沿快速公交行駛的方向具有連續(xù)編碼的唯一地址， 該地址碼存儲(chǔ)在微處理器才莫塊內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)器中。
一種快速公交專用車道借道方法，該方法通過(guò)安裝在快速公交上的車載信 號(hào)機(jī)不斷的發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)，沿快速公交專用車道排列的道釘收到公交識(shí)別 信號(hào)后逐級(jí)向前方的道釘傳遞設(shè)定好轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的控制信號(hào)，收到控制信號(hào)的道 釘點(diǎn)亮內(nèi)置信號(hào)燈在快速公交前方的專用車道上標(biāo)出一段普通車輛禁止借道的 禁駛區(qū)，隨著快速公交的前進(jìn)，點(diǎn)亮信號(hào)燈的道釘不斷向前推進(jìn)，禁駛區(qū)也不斷向前推進(jìn)，收到公交識(shí)別信號(hào)的道釘設(shè)定延時(shí)熄滅時(shí)間，快速公交駛過(guò)的區(qū) 域道釘信號(hào)燈熄滅禁駛區(qū)撤銷。
本發(fā)明通過(guò)車載信號(hào)機(jī)發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)，道釘傳遞控制信號(hào)在快速公交 前方動(dòng)態(tài)劃定禁駛區(qū)，實(shí)時(shí)提醒普通車輛快速公交專用車道忙閑狀態(tài)，為普通 車輛在快速公交專用車道空閑路段行駛創(chuàng)造條件，普通車輛可以根據(jù)道釘信號(hào) 燈的信號(hào)指示，在快速公交專用車道空閑時(shí)借道行駛，在快速公交接近時(shí)離開(kāi) 專用車道，保證快速公交的優(yōu)先通行。因而通過(guò)本借道系統(tǒng)以及借道方法既能 保證快速公交優(yōu)先通行，又能實(shí)現(xiàn)空閑快速專用車道的充分使用，增加城市公 共道路資源的利用率，具有十分良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖1、圖2、圖3是本發(fā)明借道系統(tǒng)及借道方法的工作原理示意圖4是車載信號(hào)積j硬件原理框圖5是道釘硬件原理框圖6是車載信號(hào)機(jī)軟件流程圖7是道釘軟件流程圖。 務(wù)昧實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述
如圖1、圖2、圖3所示，快速公交l、普通車輛2、 3、道釘4、 5、 6、 7、 8、 9、 10，普通車道ll，快速/>交專用車道12,箭頭表示車輛行駛方向，我們 把快速公交1先經(jīng)過(guò)的道釘設(shè)為上游道釘，后經(jīng)過(guò)的道釘稱為下游道釘，即道 釘4為道釘5的上游道釘，道釘6為道釘5的下游道釘，以此類推。圖1、圖2、 圖3所示案例用于進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明工作原理，因此圖中僅用有限的普通車輛和道釘個(gè)數(shù)來(lái)說(shuō)明。
如圖1所示，快速公交1上的車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別信號(hào)被道釘5接
收，道釘5通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)通知下游道釘點(diǎn)亮LED信號(hào)燈，道釘5發(fā)送的控 制信號(hào)被逐級(jí)傳遞給前方禁駛區(qū)所需范圍內(nèi)的所有道釘，這樣道釘5、 6、 7、 8 的LED信號(hào)燈所標(biāo)識(shí)的禁駛區(qū)形成。道釘5在收到快速公交的公交識(shí)別信號(hào)則 延時(shí)幾秒鐘后熄滅。普通車輛2不得借道禁駛區(qū)路段，普通車輛3在快速公交 專用車道空閑路段借道行駛。
如圖2所示，隨著快速公交1快速前進(jìn)，道釘5的LED信號(hào)燈熄滅，道釘9 的LED信號(hào)燈點(diǎn)亮，禁駛區(qū)同步向前推進(jìn)，在前方借道的普通車輛3發(fā)現(xiàn)已經(jīng) 處于禁駛區(qū)，正在為快速公交l讓道。
如圖3所示，快速公交l快速通過(guò)后，道釘4、 5、 6熄滅信號(hào)燈，表示快 速公交專用車道空閑，普通車輛2在空閑車道中借道行駛。
圖4為車載信號(hào)機(jī)硬件原理框圖，車載信號(hào)機(jī)包括用于發(fā)送公交識(shí)別信號(hào) 的無(wú)線發(fā)送模塊、用于控制無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送信號(hào)的主控模塊以及電源。電源 采用車載電源或電池供電，主控模塊采用TI公司MSP430系列微處理器，無(wú)線 發(fā)送模塊使用TI公司的CC1100/CC2500芯片，用戶接口模塊采用RS232/RS485 串行接口，車輛信息采集模塊用于獲取快速公交車輛的速度、方向等行駛信息， 可以通過(guò)GPS、傳感器或其他車載設(shè)備獲取。用戶接口模塊還可以增加顯示屏用 以顯示公交識(shí)別信號(hào)的信息，例如車輛的行駛速度等。
圖5為道釘硬件原理框圖，道釘上設(shè)置有電源模塊、信號(hào)接收模塊、微處 理器模塊、信號(hào)發(fā)送模塊和信號(hào)燈。微處理器模塊采用TI公司低功耗MSP430 系列微處理器，信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)送模塊使用TI公司低功耗無(wú)線收發(fā)芯CC1100/CC2500,信號(hào)燈采用4只紅色高亮度LED，電源模塊采用太陽(yáng)能供電并 具有外部電源接口用于連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的陰雨天氣時(shí)可以充電。道釘通過(guò)信號(hào)接收 模塊接收快速公交載信號(hào)機(jī)發(fā)出的公交識(shí)別信號(hào)以及其它道釘傳遞過(guò)來(lái)的控制 信號(hào)，信號(hào)發(fā)送模塊根據(jù)信號(hào)接收模塊接收到的信號(hào)逐級(jí)向前傳遞控制信號(hào)。 沿快速公交行駛方向設(shè)置的每個(gè)道釘具有連續(xù)編碼的唯一地址，該地址存儲(chǔ)在 MSP430微處理器內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)器中。微處理器的片上A/D轉(zhuǎn)換器能夠?qū)﹄娫?模塊的電壓進(jìn)行檢測(cè)，用以控制LED亮度以實(shí)現(xiàn)能量合理分配，太陽(yáng)能電板輸 出電壓高，說(shuō)明陽(yáng)光強(qiáng)，亮度就提高；反之，太陽(yáng)能電板輸出電壓低，說(shuō)明陽(yáng) 光不好，亮度就降低，節(jié)約能量。
圖6為快速公交車載信號(hào)機(jī)軟件流程圖，主控模塊根據(jù)初始化設(shè)置內(nèi)部的 定時(shí)器，每隔500毫秒產(chǎn)生一次定時(shí)信號(hào)。定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生后，主控模塊啟動(dòng)無(wú) 線發(fā)送模塊，對(duì)信道狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，若空閑即沒(méi)有載波信號(hào)則發(fā)送公交識(shí)別信 號(hào)，遇忙則等待一段時(shí)間后再發(fā)送。發(fā)送結(jié)束后系統(tǒng)處于等待轉(zhuǎn)態(tài)，直至下一 次定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生。
圖7為道釘軟件流程圖，道釘上電后首先系統(tǒng)初始化設(shè)置參數(shù)，啟動(dòng)信號(hào) 接收模塊和信號(hào)發(fā)送模塊，當(dāng)信號(hào)接收模塊接收到信號(hào)后，微處理器模塊先對(duì) 接收到的信號(hào)有效性進(jìn)行驗(yàn)證，如果是無(wú)效信號(hào)則進(jìn)入低功耗模式；如果是有 效信號(hào)，再根據(jù)信號(hào)類別進(jìn)行處理若收到公交識(shí)別信號(hào)則表示快速公交即將 通過(guò)本道釘，因此收到公交識(shí)別信號(hào)的道釘對(duì)LED信號(hào)燈進(jìn)行延時(shí)熄滅設(shè)置， 然后對(duì)信道進(jìn)行檢測(cè)，若信道空閑則對(duì)下游道釘發(fā)送控制信號(hào)，若信道忙則等 待一段時(shí)間再發(fā)，控制信號(hào)包含快速公交類別、發(fā)送者地址和設(shè)定轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的 轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器，每轉(zhuǎn)發(fā)一次則轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器減一；若道釘根據(jù)發(fā)送者地址判斷接收 到的是下游道釘發(fā)送的道釘傳送信號(hào)，則道釘就不再往下發(fā)送信號(hào)，因?yàn)榻邮盏较掠蔚牡泪敯l(fā)送的信號(hào)意味著信號(hào)已經(jīng)被傳遞下去，本道釘就沒(méi)有必要再發(fā) 送了；若道釘收到的是上游道釘發(fā)送的控制信號(hào)，則根據(jù)控制信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器 的設(shè)定值判斷本道釘是否處于禁駛區(qū)，若轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的設(shè)定值不為零則表明本
道釘處于禁駛區(qū)，點(diǎn)亮并閃爍LED信號(hào)燈，同時(shí)再向下游道^T轉(zhuǎn)發(fā)控制信號(hào)； 若轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的設(shè)定值為零則表明本道釘不處于禁駛區(qū)，也不需要再轉(zhuǎn)發(fā)控制 信號(hào)了，停止向下游道釘轉(zhuǎn)發(fā)控制信號(hào)。在信號(hào)發(fā)送后會(huì)確認(rèn)是否發(fā)送成功， 若發(fā)送不成功會(huì)重發(fā)，重發(fā)之前會(huì)檢測(cè)重發(fā)計(jì)數(shù)器是否溢出，重發(fā)計(jì)數(shù)器設(shè)置 了信號(hào)發(fā)送的次數(shù)，若重發(fā)計(jì)數(shù)器已經(jīng)溢出則道釘就取消發(fā)送。在信號(hào)發(fā)送之 前都需要對(duì)無(wú)線信道進(jìn)行必要的監(jiān)聽(tīng)，信道忙的話就等待后再發(fā)，防止無(wú)線碰 撞。道釘在接收到公交識(shí)別信號(hào)后會(huì)進(jìn)行信號(hào)燈的延時(shí)熄滅設(shè)置，當(dāng)延時(shí)時(shí)間 到了信號(hào)燈就會(huì)熄滅，表明此道釘已不屬于禁駛區(qū)。不屬于禁駛區(qū)的時(shí)候，道 釘應(yīng)處于低功耗狀態(tài)以節(jié)省能量消耗。
道釘可以根據(jù)公交識(shí)別信號(hào)中快速公交的行駛速度、方向等信息的變化來(lái) 改變控制信號(hào)中轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的初始值，快速公交的車速快就使轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器的初 始值大一點(diǎn)，這樣轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)多一點(diǎn)，傳遞的距離就遠(yuǎn)一點(diǎn)，禁駛區(qū)的范圍就 會(huì)大一點(diǎn)，反之，車速慢就使禁駛區(qū)的范圍小一點(diǎn)。
所述的道釘沿快速公交專用車道等間距排列，車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別 信號(hào)的距離大于兩個(gè)道釘之間的距離，道釘發(fā)送的控制信號(hào)的距離大于兩個(gè)道 釘之間的距離的2倍；這樣同時(shí)接收到公交識(shí)別信號(hào)的道釘大于一個(gè)，同時(shí)接 收到道釘發(fā)送的控制信號(hào)的道釘也大于一個(gè)，這樣可以保證如果其中某一個(gè)道 釘發(fā)生了故障，另 一個(gè)接收到信號(hào)的道釘可以把信號(hào)發(fā)送出去。
權(quán)利要求
1、一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括安裝在快速公交上用于不斷的發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)的車載信號(hào)機(jī)和沿快速公交專用車道排列的道釘，道釘上設(shè)置有電源模塊、信號(hào)接收模塊、微處理器模塊、信號(hào)發(fā)送模塊和信號(hào)燈；所述的信號(hào)接收模塊連接微處理器模塊，接收到公交識(shí)別信號(hào)或控制信號(hào)后反饋給微處理器模塊；所述的信號(hào)燈連接微處理器模塊，信號(hào)燈由微處理器模塊驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮標(biāo)出普通車輛禁止借道的禁駛區(qū)，并具有延時(shí)熄滅功能；所述的信號(hào)發(fā)送模塊也連接微處理器模塊，信號(hào)發(fā)送模塊由微處理器模塊驅(qū)動(dòng)逐級(jí)向前傳遞控制信號(hào)，并具有轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器功能，每轉(zhuǎn)發(fā)一次修改轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)器溢出，停止傳遞控制信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的車載信號(hào)機(jī)包括用于發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)的無(wú)線發(fā)送模塊、用于控制無(wú)線發(fā)送 模塊發(fā)送信號(hào)的主控模塊以及電源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的車載信號(hào)機(jī)還包括車輛信息采集模塊和用戶接口模塊；車輛信息采集模塊用于采集快速公交的行駛信息，用戶接口模塊用于對(duì)車載信號(hào)機(jī)進(jìn)行設(shè)置和顯示 車輛行馬史信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在 于，所述的道釘沿快速公交專用車道等間距排列。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別信號(hào)的距離大于兩個(gè)道釘之間的距離，道釘發(fā)送的 控制信號(hào)的距離大于兩個(gè)道釘之間的距離的2倍。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的信號(hào)燈為L(zhǎng)ED信號(hào)燈。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的道4丁使用太陽(yáng)能供電，并具有外部電源接口。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的車載信號(hào)機(jī)發(fā)送的公交識(shí)別信號(hào)包含快速公交類別和行駛信息，用于道釘確定傳遞信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)，其特征在于，所述 的道釘沿快速公交行駛的方向具有連續(xù)編碼的唯一地址，該地址碼存儲(chǔ)在微處 理器模塊內(nèi)部FLASH存儲(chǔ)器中。
10、 一種快速^^交專用車道借道方法，其特征在于，該方法通過(guò)安裝在快速公 交上的車載信號(hào)機(jī)不斷的發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)，沿快速公交專用車道排列的道釘 收到公交識(shí)別信號(hào)后逐級(jí)向前方的道釘傳遞設(shè)定好轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的控制信號(hào)，收到 控制信號(hào)的道^t丁點(diǎn)亮內(nèi)置信號(hào)燈在快速公交前方的專用車道上標(biāo)出一段普通車 輛禁止借道的禁駛區(qū)，隨著快速公交的前進(jìn)，點(diǎn)亮信號(hào)燈的道釘不斷向前推進(jìn)， 禁駛區(qū)也不斷向前推進(jìn)，收到公交識(shí)別信號(hào)的道釘設(shè)定延時(shí)熄滅時(shí)間，快速公 交駛過(guò)的區(qū)域道釘信號(hào)燈熄滅禁駛區(qū)撤銷。
全文摘要
本發(fā)明是用于向普通車輛出借快速公交專用車道的一種快速公交專用車道借道系統(tǒng)及借道方法。該借道系統(tǒng)及借道方法通過(guò)車載信號(hào)機(jī)發(fā)送公交識(shí)別信號(hào)，道釘傳遞控制信號(hào)在快速公交前方動(dòng)態(tài)劃定禁駛區(qū)，實(shí)時(shí)提醒普通車輛快速公交專用車道忙閑狀態(tài)，為普通車輛在快速公交專用車道空閑路段行駛創(chuàng)造條件，普通車輛可以根據(jù)道釘信號(hào)燈的信號(hào)指示，在快速公交專用車道空閑時(shí)借道行駛，在快速公交接近時(shí)離開(kāi)專用車道，保證快速公交的優(yōu)先通行。因而通過(guò)本借道系統(tǒng)以及借道方法既能保證快速公交優(yōu)先通行，又能實(shí)現(xiàn)空閑快速專用車道的充分使用，增加城市公共道路資源的利用率，具有十分良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)G08G1/01GK101520948SQ20091009753
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者張盎然, 楊國(guó)森 申請(qǐng)人:浙江富陽(yáng)市新源交通電子有限公司